• Applied Biological Chemistry
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• v.45 no.1
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• pp.42-46
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• 2002

Effects of the water extract from Kalopanax pictus NAKAI on insulin-like action and glucose uptake in 3T3-L1 cells were investigated. The bark of K. pictus NAKAI was treated with hot water and the extract was freeze-dried. Total extract of K. pictus NAKAI was fractionated into 6 fractions with increasing gradients from 0 to 100% MeOH on Amberlite XDA-4. Treatment of 3T3-L1 fibroblasts with 1 ${\mu}g/ml$ and 10 ${\mu}g/ml$ of K. pictus NAKAI total extracts significantly increased the differentiation of the cells. When co-treated with inducers such a dexamethasone, 1-methyl-3-isobutylxanthine and insulin, the differentiation was increased at 1 ${\mu}g/ml$ of total extract, but not at 10 ${\mu}g/ml$. In 3T3-L1 adipocytes, glucose uptake was increased by 3.3 times with addition of 0.3 and 3 ${\mu}g/ml$ of Fr. 1 (0-10% MeOH) and Fr. 3 (30% MeOH) at 3 ng/ml insulin. In conclusion, K. pictus NAKAI contains such compounds that play a role of insulin-like action and insulin sensitizer.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.39 no.6
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• pp.701-707
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• 2007

Anti-diabetic effect of Platycodi radix (PR) extract fractions was determined if vitro by investigating insulin-like action, insulin sensitizing action, glucose-stimulated insulin secretion, gene expression related to ${\beta}-cell$ function and mass, and ${\alpha}$-glucoamylase suppressing action. Insulin-like activity was not promoted by the treatment of PR methanol factions in 373-L1 fibroblast. However, treatment with 0, 20 and 100% PR methanol fractions along with 1 ng/mL insulin increased insulin-stimulated glucose uptake in 373-L1 adipocytes. In addition, the treatment of 0% and 100% methanol fractions along with differentiation inducers significantly increased the differentiation of 373-L1 fibroblasts to adipocytes. These fractions may contain insulin sensitizer. The 20%, 80% and 100% methanol fractions enhanced glucose-stimulated insulin secretion in Min6 cells, insulin secreting cell line. This was related to the mechanism to promote glucose sensing and ${\beta}-cell$ proliferation, which was regulated by the induction of IRS-2, glucokinase and PDX-1 genes. As expected, 20, 80 and 100% methanol fractions increased mRNA levels of IRS-2, glucokinase and PDX-1 genes. However, PR fractions did not affect the ${\alpha}-glucoamylase$ activity in vitro. These data suggested that PR extract fractions have anti-diabetic actions through improving insulin sensitization, glucose-stimulated insulin secretion, and ${\beta}-cell$ proliferation. Therefore, PR extracts can be beneficial for anti-diabetic treatment in lean diabetic patients.

• Food Science and Industry
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• v.40 no.2
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• pp.46-58
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• 2007

제2형 당뇨병은 대사성 질환으로 간, 근육 그리고 지방 조직 세포에서 인슐린 작용의 장애로 나타나는 인슐린 저항성으로 혈당의 이용이 감소하여 혈당이 높아짐에도 불구하고 췌장의 베타세포에서 인슐린 분비가 충분하지 못할 때 유발된다. 서구에서는 비만 등으로 인해 인슐린 저항성이 증가하면 인슐린 분비가 높은 고인슐린혈증을 나타내어 당뇨병으로의 진전은 늦다. 하지만 우리나라를 비롯한 아시아의 사람들은 인슐린 저항성이 증가할 때 인슐린 분비가 충분치 못해 혈청 인슐린 농도가 정상인과 비슷하거나 더 낮은 상태에서 당뇨병으로 진전된다. 이러한 차이는 우리나라를 비롯한 아시아 사람들에게서 제2형 당뇨병의 발생이 급격하게 증가할 것이라는 보고되었다. 결국 당뇨병은 간, 근육 및 지방조직에서의 인슐린 작용의 장애와 췌장의 베타세포에서 인슐린 분비의 부족의 복합적인 장애에 의해서 나타나고 이것은 공통적으로 각 조직에서의 인슐린/insulin growth factor (IGF)-1 신호전달의 장애와 관련이 있다. 베타세포에서의 인슐린분비 자체는 인슐린/IGF-1 신호전달과 관계가 없지만 간접적으로 관련이 있다. 인슐린 분비능은 베타세포의 증식과 생존에 의한 베타세포의 양과 밀접한 관련이 있는데 인슐린/IGF-1 신호전달은 베타세포의 증식과 생존을 조절한다. 그러므로 혈당 조절에 관여하는 기능성 식품은 인슐린 작용을 향상시키는 인슐린 민감성 특성을 가지거나, 혈당이 높아질 때 인슐린 분비를 촉진시키는 insulinotropic 작용을 하는 성질을 가지고 있어야 하겠다. 전자의 대표적인 약은 1999년에 미국 FDA에서 승인 받은 peroxisome proliferator-activated receptor $(PPAR)-{\gamma}$ agonist 인 thiazolidinedione 계통의 약물인 troglitazone, pioglitazone, rosiglitazone 등이 있고, 후자는 2007년에 승인 받은 Exenatide는 glucagon like peptide (GLP)-1 agonist이다. 이 두 가지 약은 모두 자연계에 존재하는 동식물에서 유래된 것으로 식품에도 많이 다양한 종류의 인슐린 민감성 물질이나 insulinotropic 작용을 하는 물질이 함유되어 있을 것이다. 이러한 기능 이외에 혈당조절 약이나 식품으로 사용되는 것은 탄수화물의 소화를 방해하는 것으로 탄수화물 소화효소인 a-amylase 또는 maltase의 활성을 억제하여 식후 혈당의 급격한 상승을 방지하는 것이 있다. 우리나라 사람들은 탄수화물의 섭취가 너무 많아서 실제로 이러한 식품이나 약의 효능이 높지 않을 것이다. 혈당을 조절하는 기능성 식품은 이 세 가지 효능 중 일부를 가지고 있는 것이 될 수 있다. 이러한 기능을 스크리닝하기 위해서 3가지 단계를 거쳐야 한다. 먼저 시험관에서 또는 세포 실험을 통해서 앞서 언급한 3가지 기능을 가지고 있는 지 여부를 각각 조사한다. 이중에서 효과가 있는 것은 당뇨 동물 모델을 사용하여 in vivo에서 혈당 강하기능과 혈당 강하기전을 조사하는 실험을 한다. 효과가 있는 식품이 우리가 전통적으로 식품으로 섭취해 왔다면 독성 검사를 거쳐야 할 필요가 없지만 한약재이거나 특수 식품의 경우에는 in vivo 실험 전에 GLP 기관에서 반드시 독성 실험을 거쳐 독성 유무를 확인할 필요가 있다. 동물 실험에서 효과적인 것은 인체 실험을 거쳐 혈당 조절 기능성 식품으로 식약청에서 허가를 받을 수 있겠다. 결론적으로 식품에는 항당뇨 특성을 가진 물질들이 함유되어 있는 것들이 상당히 많다. 혈당 조절기능이 있는 기능성 식품으로 개발할 때 고려해야 할 것은 1) 그 양이 혈당 강하 기능성 식품으로 지정받을 수 있을 정도로 충분히 함유되어 있느냐, 2) 혈당을 강하시키는 기전이 단순히 당의 배설을 촉진시켜서 혈당을 저하시키는 것이 아니라, 인슐린 작용을 촉진시키거나, 포도당 자극에 의한 인슐린 분비를 촉진시키거나 탄수화물의 소화 흡수를 억제시킴으로 혈당을 강하시키는 지 등을 파악하는 것이다. 이러한 조건을 만족시키는 식품은 지속적으로 섭취할 때 당뇨병을 예방하거나 진전을 지연시킬 수 있는 혈당조절기능이 있는 기능성 식품으로 개발 가능성이 있겠다.

• The Monthly Diabetes
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• s.129
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• pp.26-28
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• 2000

소아 당뇨병은 일반적으로 인슐린의존성과 비의존성으로 구분된다. 인슐린의존성은 체내에서 혈당을 조절하는 인슐린이 분비되지 않아 인슐린주사에 의존해야 하는 경우, 비의존성은 비만 등으로 인슐린 작용이 감소하는 것으로 체중을 줄이거나 식이요법 등으로 조절이 가능하다. 19세미만 소아당뇨병의 90%는 인슐린의존성으로 바이러스 감염 후 자가항체가 생기거나 아황산가스 질소 등 공해물질에 의해 췌장이 파괴해 발생한다. 주로 10$\~$13세 또는 6$\~$8세에 많이 생기며, 한 번 발병하면 췌장이 재생되지 않아 평생 인슐린주사를 맞아야 한다. 우리나라는 인구 10만명당 1.2명으로 서구보다 발병률이 낮은 편이나 5년전에 비해 2배 가량 급증하고 있다.

• Applied Biological Chemistry
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• v.45 no.1
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• pp.47-52
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• 2002

In order to search for insulin-like substances from the constituted herbs of Sogal prescriptions, we selected 19 traditional herbs, based on a review of the Donguibogam. The effects of the hot-water extract from the selected herbs on the proliferation and the differentiation of 3T3-L1 fibroblasts were tested. The various water-extracts from Pinellia ternata, Magnolia obovata, Rheum palmatum, Acanthopanax sessiliflorun, Atractylodes japonica and Strychnos ignatii inhibited the proliferation of 3T3-L1 fibroblasts, did not influence entirely in differentiation of 3T3-L1 fibroblasts. Treatment of 3T3-L1 fibroblasts with the extract from Ephedra sinica, Trichosanthes kirilowii, Scrophularia buergeriana and Sophora flavescens significantly increased the differentiation of the cells. In conclusion, these may contain such compounds that play a role of insulin-like action.

• Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
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• v.33 no.6
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• pp.951-957
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• 2004

Hypoglycemic effect of Prunus mume (PM) extract containing in Sangjinyangheul-tang and Hwangkeumtang, one of the diabetic herbal medicines, was determined by investigating insulin-like action, insulin sensitizing action and a-glucoamylase suppressing action. Insulin-like activity of 3T3-L1 fibroblast was not shown with the treatment of PM methanol extracts. However, treatment with 20% or 40% PM methanol extracts and differentiation inducers significantly decreased the differentiation of 3T3-L1 fibroblasts to adipocytes. A significant insulin sensitizing activity was observed in 3T3-L1 adipocytes, giving PM extracts (60%, 80% and 100%) with 1 ng/mL insulin to reach glucose uptake level increased by 50 ng/mL of insulin alone. In addition, 20% and 40% methanol extracts of PM suppressed the a-glucoamylase activity by 30% in vitro. However, there was no significant differences in the peak of serum glucose levels and area under the curve in Sprague Dawley male rats treated with PM ethanol extract or cellulose and 2 g maltose or dextrin/kg body weight. These data suggested that PM extracts contain effective insulin sensitizing compounds, lipid synthesis suppressing compounds and possibly a-glucoamylase suppressing compounds. Therefore, PM extracts are beneficial for anti-diabetic treatment in obese diabetic patients.

• Journal of Practical Agriculture & Fisheries Research
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• v.19 no.1
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• pp.99-108
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• 2017

It is Lespedeza cuneata. G. don used as a remedy for cough, asthma, premature ejaculation and so on, though it has been used for a long time. In order to investigate the possibility of using Lespedeza cuneata. G. don as a raw material for functional food, we examined useful substances through analysis. In the study, 124 useful substances were analyzed and 84 of them were found to be functional. In 6 species, 6 of them were found to be functional and 5 of them were functional. In the present study, the other useful substance, D-pinitol, also confirmed its functionality. Potassium isolespedezate and Potassium lespedezate act as antibiotics, Trifolin acts as an antibiotic and hepatoprotectant, and Vitexin acts as a hepatoprotectant. D-pinitol has shown excellent efficacy in patients with prediabetic and insulin-resistant diabetes. As it contains a large amount of useful substances, it can be utilized as a highly functional food.

• Applied Biological Chemistry
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• v.47 no.2
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• pp.258-264
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• 2004

Hypoglycemic effect of Schizandrae Fructus (SF) extract containing in Okchun-san was determined on 3T3-L1 fibroblasts and adipocytes by investigating insulin-like activity, insulin sensitizing activity and ${\alpha}-glucoamylase$ suppressing activity. SF were extracted by using 70% ethanol followed by XAD-4 column chromatography with a mixture solvent of methanol and water, and the fractional extractions were utilized for assaying hypoglycemic effect. No inhibition of ${\alpha}-glucoamylase$ activity of SF was observed. Insulin-like activity 3T3-L1 adipocytes was not shown by SF. A significant insulin sensitizing activity of SF extractions was observed in 3T3-L1 adipocytes, giving SF extractions with 1 ng/ml insulin to reach glucose uptake level increased by 50 ng/ml of insulin alone. When cells were treated with SF (Fr. 4 or 5) plus 1 ng/ml insulin, glucose uptake was increased more than seven times as compared to 1 ng/ml of insulin alone, suggesting that SF extracts increased GLUT4 content by enhancing insulin signaling. These data suggest that SF extracts (especially Fr. 4 and 5) contains an effective insulin sensitizing compounds for hypoglycemic activity in 3T3-L1 adipocytes.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• v.12 no.2
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• pp.319-330
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• 1995

The influence of normal late pregnancy on insulin action and insulin secretion was studied in the Sprague-Dawley female rats. On 20th day after mating, intravenous glucose tolerance test(IVGTT) was performed in non pregnant control and pregnant rats. As results of IVGTT, glucose disappearance rate was not significantly different in both groups, but secretory response of insulin was significantly(p<0.05) increased in pregnant rat. And the ratio of insulin/glucose was significantly higher in pregnant rats, which means existence of insulin resistance. These insulin resistance was overcomed by increased secretory response of pancreatic insulin. Insulinogenic index(${\Delta}$ insulin/glucose - 5 min) was highly significantly (r=0.62, p<0.01) correlated with progesterone concentration. Glycogen level and amounts of $^{14}C$-glucose incorporated into glycogen after IVGTT were significantly(p<0.05) decreased in the liver, but were not changed significantly in soleus. Glycogen synthase activity of soleus and liver was not differ significantly in the both groups. Insulin binding at varying concentrations of insulin to crude membrane of pregnant liver was not significantly different from control. In conclusions, although these pregnant rats were normal glucose tolerance due to increased secretory response of insulin, that was correlated with progesterone concentration, pregnant rat had insulin resistance. The mechanisms of insulin resistance were not related to defect of insulin binding phase and glycogen synthase, but suggest pre-receptor and/or postreceptor phase.

• Proceedings of the Korea Society of Poultry Science Conference
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• 2002.11a
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• pp.46-58
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• 2002

포도당 대사에서 중심적인 역할을 담당하고 있는 호르몬인 인슐린의 작용기전은 이전에 알려진 것보다 매우 다양하고 복잡한 세포내 신호전달 체계에 의해서 수행된다. 지난 10여년간 이러한 세포 신호전달 흐름내 중간물질인 여러 가지 단백질의 역할에 대해서 많은 연구가 진행되어 적지 않은 성과를 거두고 있다. 근래에는 해당 유전자에 대해 분자생물학적인 조작을 가하여 실험동물 체내에서 이러한 중간 단백질이 발현되지 못하도록 한 후, 각 조직에서의 인슐린 신호전달 체계를 더욱 심도 있게 연구하고 있다. 여러 연구방법 가운데서, 특히 조직 특이적으로 특정 유전자를 제거하여 태어난 개체를 이용하고, 또한 이들을 서로 교배시켜 나타나는 현상을 연구하여 비정상적인 포도당대사를 이해하는데 많은 도움을 받고 있다. 동물종에 따른 대사상의 차이점 등으로 인해 적지 않은 한계를 갖고 있지만, 동물 질환모델은 포도당 대사와 같은 생체 내에서 중요한 작용을 깊게 이해하고 더 나아가서는 비정상적인 대사를 밝히는데 핵심적인 역할을 수행하고 있다. 기초분야의 성과를 활용하는 응용학문인 축산분야에서도 이러한 접근방법과 연구 결과는 시사하는 바가 있을 것이다.